WO2018169235A1 - 의료용 헤드 기어 및 이를 포함하는 경두개 초음파 전달 장치 - Google Patents

의료용 헤드 기어 및 이를 포함하는 경두개 초음파 전달 장치 Download PDF

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WO2018169235A1
WO2018169235A1 PCT/KR2018/002578 KR2018002578W WO2018169235A1 WO 2018169235 A1 WO2018169235 A1 WO 2018169235A1 KR 2018002578 W KR2018002578 W KR 2018002578W WO 2018169235 A1 WO2018169235 A1 WO 2018169235A1
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head
support
medical
band
gears
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PCT/KR2018/002578
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Inventor
김지연
박정현
신성원
유승식
Original Assignee
주식회사 뉴로소나
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves

Definitions

  • the present invention relates to a medical head gear and a transcranial ultrasonic delivery device comprising the same, and more particularly, a medical head gear supported by an ultrasonic transducer capable of delivering low intensity ultrasound to the transcranial and transcranial ultrasound transmission comprising the same. Relates to a device.
  • Brain function is expressed in human cognition and behavior by transmitting signals through the white cortex as cell groups and their biological tissues that play a specific role in the brain are activated and inactivated.
  • electrical stimulation using a probe which is a brain function control method through an invasive method, is possible.
  • electrocorticogram or deep brain stimulation DBS
  • Transcranial magnetic stimulation (TMS) devices a technique for controlling brain function in a non-invasive manner from the outside. It generates a strong magnetic field outside the skull to direct induced currents into the brain cortex to regulate brain function.
  • This transcranial magnetic stimulator not only has a wide range of non-invasive stimulation of the cortical area (more than 2 cm to 3 cm), but also can stimulate only the skull and 1 cm to 2 cm deep cortical surfaces and deeper brains. In the region located inside, the size of the magnetic field was sharply reduced, which made precise adjustment difficult.
  • Ultrasound is a pressure shock waveform that can penetrate the skull when illuminated at a frequency below 1 MHz, which is less than the high frequency used in diagnostic ultrasound, and can focus deep into the brain, unlike transcranial magnetic stimulation.
  • the size of the affected by ultrasound is 2mm ⁇ 3mm sphere (sphere) or elliptical cone-shaped sphere (rice grain shape) it is possible to finely control the specific brain area.
  • an ultrasound transducer that generates ultrasound In order to deliver the ultrasound to the head and neck, an ultrasound transducer that generates ultrasound must be closely attached to and supported by the human skull.
  • the skull of the human body may be formed in various sizes and shapes according to race, age, and gender, and the location where the ultrasound is to be transmitted, that is, the location of the brain may also vary. Therefore, the user, for example, a medical staff, has a problem in constantly contacting and supporting the ultrasound transducer according to the shape and size of the skull and the position of the brain to which the ultrasound is to be delivered.
  • the present invention provides a medical head gear and a transcranial ultrasonic delivery device including the same, which can be mounted on the skull of an object while the ultrasonic transducer is supported.
  • the present invention provides a medical head gear and a transcranial ultrasound delivery device including the same, which can adhere and support an ultrasound transducer to a skull of an object regardless of the size and shape of the skull of the object and the position of the brain to which the ultrasound is to be delivered. to provide.
  • the ultrasonic transducer for generating a low intensity ultrasound; And a head gear on which the ultrasonic transducer is supported, the head gear including: a rear case including a rear head support for supporting the back of the head and a parietal support for supporting the head of the head; And a dislocation part case connected to the rear case so as to be slidably moved in one direction, the dislocation part case having two temporal support parts supporting both temporal parts. It may include.
  • the dislocation part case may include: a dislocation part band extending in one direction and having the two temporal support portions respectively disposed at both ends; And a sliding band extending in one direction between the parietal support and the dislocation portion band.
  • One end of the slide band may be fixed to the dislocation part band, and the other end may be slidably supported on the rear head case.
  • the slide band slides along a first direction toward the parietal support, and in the second surgical mode for treating the temporal lobe, the sliding band has a second direction opposite to the first direction. As a result, it may be slid to be spaced apart from the parietal support.
  • the apparatus may further include a slide locking device for fixing the position of the slide band according to the first and second surgical modes.
  • the dislocation part band may be provided as an elastic member deformable according to a head circumference of the object.
  • the apparatus may further include a first marker supported by the rear head case and having one or more infrared reflectors for sensing the position of the head gear.
  • both ends may be further supported by both ends of the rear case, the first lower pipe support may further support the lower tube of the object.
  • It may further include a second lower tube support portion extending in one direction, both ends of which are respectively supported at both ends of the dislocation portion band to support the lower tube of the object.
  • the ultrasonic transducer may include an ultrasonic generator for generating the low intensity ultrasonic wave and an applicator for fixing the ultrasonic generator to the scalp of the object.
  • the apparatus may further include a second marker supported by the ultrasonic transducer and having at least one infrared reflector for detecting a focal direction of the ultrasonic generator.
  • the apparatus may further include a connection device disposed between the head gear and the ultrasonic transducer to connect the head gear and the ultrasonic transducer.
  • connection device may include a plurality of link structures.
  • the connecting device may include a first connecting bar and a second connecting bar disposed between the head gear and the ultrasonic transducer, a first joint connecting the head gear and the first connecting bar, the first connecting bar and the second connecting bar.
  • a second joint connecting the bar and a third joint connecting the second joint and the ultrasonic transducer may be provided.
  • the apparatus may further include a link restraint device disposed in the second joint to restrain the first to third joints.
  • the laryngeal head support may extend along the circumferential direction of the laryngeal part, and may further include a laryngeal head control part capable of extending or contracting the laryngeal head support.
  • Transcranial ultrasound delivery device may include any one of the medical head gear according to the embodiment.
  • the ultrasonic transducer supported by the head gear can be moved to a specific position of the skull regardless of the position of the brain to which the ultrasound is to be transmitted, thereby improving the user's ease of use. Can be.
  • the medical head gear according to an embodiment of the present invention can be supported in three or more places of the object to improve the position binding force between the skull and the head gear to improve the support of the ultrasonic transducer for the object.
  • FIG. 1A is a block diagram of a transcranial ultrasound delivery device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 1b is a perspective view of the transcranial ultrasonic delivery device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a medical head gear according to an embodiment of the present invention.
  • 3A and 3B are perspective views of a head gear according to one embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4A and 4B are side and front views of a subject wearing a medical head gear for a frontal lobe procedure according to an embodiment of the present invention.
  • 5A and 5B are side and front views of a subject wearing a medical head gear for a frontal lobe procedure according to an embodiment of the present invention.
  • the image may include a medical image obtained by a medical imaging device such as a magnetic resonance imaging (MRI) device, a computed tomography (CT) device, an ultrasound imaging device, or an X-ray imaging device.
  • a medical imaging device such as a magnetic resonance imaging (MRI) device, a computed tomography (CT) device, an ultrasound imaging device, or an X-ray imaging device.
  • an 'object' is an object to be photographed, and may include a person, an animal, or a part thereof.
  • the subject may comprise part of the body (organ or organ; organ) or phantom or the like.
  • an “ultrasound image” refers to an image of an object transmitted to an object and processed based on an ultrasonic signal reflected from the object.
  • FIG. 1A is a block diagram of a transcranial ultrasound delivery device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 1b is a perspective view of the transcranial ultrasonic delivery device according to an embodiment of the present invention.
  • the transcranial ultrasound delivery device according to an embodiment may include a medical head gear 1, a main body part 2, a display part 4, an infrared sensor part 6, and an input part 7.
  • Transcranial ultrasound delivery device may be implemented in a portable as well as cart type.
  • the portable ultrasound diagnostic apparatus may include a smart phone including a medical head gear 1 and an application, a laptop computer, a PDA, a tablet PC, and the like, but are not limited thereto.
  • the medical head gear 1 is a surgical device capable of transmitting ultrasound to an object while the subject wears the head gear, and the head gear 10 (see FIG. 2) supported on the head of the object and the ultrasound to transmit ultrasound to the object. It may include a transducer (30), and a position sensing unit (M) that can detect the position of the ultrasonic transducer 30 and the head gear 10 by interacting with the infrared sensor unit (6).
  • the medical head gear 1 may be implemented as a detachable type connected to the main body 2 and wired or wireless. Specific matters related to the configuration provided in the medical head gear 1 will be described later in more detail with reference to FIGS. 2 to 3.
  • the main body 2 can control the overall operation of the transcranial ultrasound delivery device and the signal flow between the internal components of the transcranial ultrasound delivery device.
  • the main body 2 includes a control unit 21 for processing a program or data, a storage unit 25 for storing a program or data for performing a function of a transcranial ultrasound delivery device, a control unit 21 and a medical head gear 1 It may include a communication unit 28 for connecting.
  • the controller 21 included in the main body 2 may control the overall operation of the head and neck ultrasound diagnostic apparatus and the signal flow between internal components of the head and neck ultrasound diagnostic apparatus.
  • the controller 21 controls the transmitter to form a transmission signal to be applied to each of the plurality of transducers in consideration of the positions and focal points of the plurality of transducers included in the ultrasonic transducer 30, By receiving a control signal from the input unit 7 or an external device to be described later, it is possible to control the operation of the transcranial ultrasound delivery device.
  • the storage unit 25 may store various data or programs for driving and controlling the head and neck ultrasound diagnostic apparatus.
  • the storage unit 25 may be provided with a program for controlling the medical head gear 1, the program may include a command for performing some or all of the operation of the control unit 21. have.
  • the program may be installed in the storage unit 25 in advance, or the user may download and install the program from a server providing the application.
  • the server providing the application may include a recording medium in which the program is stored.
  • the communication unit 28 is a communication device for connecting the medical head gear 1 and the main body 2, and may include one or more components that enable communication of the medical head gear 1 and the main body 2. have.
  • the communication unit 28 may include at least one of a short range communication module, a wired communication module, and a wireless communication module.
  • the communication unit 28 receives the control signal and data, and transmits the received control signal to the control unit 21 to cause the control unit 21 to control the medical head gear 1 in accordance with the received control signal. It is possible to do so.
  • the display unit 4 may display the generated ultrasound image and various information processed by the transcranial ultrasound delivery device.
  • the display unit 4 may include one or a plurality of main display units 141 and a sub display unit 142 according to the implementation form.
  • One of the main display unit 141 and the sub display unit 142 may be implemented as a touch screen.
  • the main display unit 141 and the sub display unit 142 may display various information processed by the transcranial ultrasound diagnostic apparatus.
  • the main display unit 141 and the sub display unit 142 is implemented as a touch screen, by providing a GUI, it is possible to receive data for controlling the head and neck ultrasound diagnostic apparatus from the user.
  • the main display unit 141 may display a control panel for controlling the display of the ultrasound image in the form of a GUI, and the sub display unit 142 may display the treatment situation on the object.
  • the main display unit 141 may receive data for controlling display of an image through a control panel displayed in a GUI form.
  • the infrared sensor unit 6 is transmitted by the ultrasonic transducer 30 and the position of the medical head gear 1 worn by the object through infrared transmission and reception with the position sensing unit M disposed on the medical head gear 1.
  • the focal position of the ultrasound may be detected.
  • the position detecting unit M may include a first marker 115 (see FIG. 2) fixed to the head gear 10 and a second marker 33 (see FIG. 2) fixed to the ultrasonic transducer 30. It may include.
  • Infrared sensor unit 6 according to an embodiment of the position of the medical head gear 1 through the infrared transmission and reception process in relation to the first marker 115 fixed to the head gear 10, more specifically the medical head gear ( The position of the object wearing 1) may be detected.
  • the infrared sensor unit 6 may detect the focal direction and the focal position of the ultrasonic wave in relation to the second marker 33 fixed to the ultrasonic transducer 30.
  • the input unit 7 may receive a user input for controlling the transcranial ultrasound delivery device.
  • the user's input may include a button, a keypad, a mouse, a trackball, a jog switch, a knob, a touch input, a touch pad or a touch screen input, a voice input, a motion input, a biometric information input ( For example, iris recognition, fingerprint recognition, etc.) may be included, but is not limited thereto.
  • FIG. 2 is a perspective view of a medical head gear in one embodiment of the present invention.
  • 3A and 3B are perspective views of a head gear according to one embodiment of the present invention.
  • Medical head gear 1 in the present invention means any of the general protective articles to be worn on or supported by the head of the object.
  • Medical head gear 1 according to an embodiment of the present invention is a support member that is worn on the head of the object is supported to be fixed to the head of the object is supported by the head of the object 10, the ultrasonic transducer 30 And a connection device 40 that connects the head gear 10 and the ultrasonic transducer 30 together with the position sensing unit M.
  • the head gear 10 is disposed in the rear part and is disposed in the rear part to support the head of the object and the potential part case supported in the temporal part of the head of the object ( 12) and the first lower tube support 13 and the second lower tube support 14.
  • the posterior case 11 is a support member supported on the back of the head and the crown of the subject, and includes a posterior head support 110, a posterior head pad 111, a parietal support 112, and a first marker 115. It may include.
  • the laryngeal support 110 is a support member that can tighten or relax the laryngeal side by length adjustment.
  • the laryngeal support 110 may function as a first support point that can directly support the laryngeal part of the object. Also, as an example, the laryngeal support 110 may extend along the circumferential direction of the laryngeal portion of the object, and may extend to cover the parietal portion of the object. At this time, the laryngeal support 110 may be extended or reduced by manipulation of the laryngeal head control unit 113, thereby tightening or relaxing the laryngeal side of the object.
  • the laryngeal head control unit 113 may be provided in the form of an adjustment dial, and may be an adjustment member capable of extending or contracting the laryngeal head support unit 110 according to the rotation direction of the laryngeal head control unit 113.
  • the laryngeal head control unit 113 by applying the laryngeal head control unit 113 to the laryngeal head support unit 110, even if the head size of the subject, for example, the diameter of the head circumference varies according to race, gender, age, etc.
  • the medical head gear 1 can be worn on the object by simple operation of 113.
  • the laryngeal pad 111 is a protective and cushioning member that can improve the wearing comfort of the object together with the laryngeal head adjusting unit 113 described above.
  • the posterior head pad 111 may be disposed to face the posterior head support 110 and supported by the posterior head support 110.
  • the laryngeal pad 111 may be disposed inside the laryngeal support 110, that is, between the larynx of the object and the laryngeal support 110, and thus may be directly supported by the laryngeal part of the object.
  • the parietal support part 112 is a support member which is disposed to face the parietal part of the object and can support the parietal of the object.
  • the parietal support 112 may be fixed to the laryngeal support 110 to perform a function as a second support point that can directly support the parietal of the object.
  • the crown support portion 112 according to an embodiment may be implemented in the form of a pad to perform a function as a protective and cushioning member that can improve the wearing comfort of the object.
  • the first marker 115 is a position sensing unit arranged to grasp the position of the head gear 10, more specifically, the head of the object on which the head gear 10 is mounted in real time when the MRI image or the CT image is taken.
  • the first marker 115 may be disposed to be supported by the back head case 11, more specifically, the back head support 110.
  • the first marker 115 may be attached to the rear head support 110 in a detachable manner using a magnetic material.
  • the first marker 115 may include one or more circular rod-shaped infrared reflectors 116 that track the position of the laryngeal support 110.
  • four infrared reflectors 116 may be implemented and disposed at four ends of the cross-shaped support.
  • the dislocation part case 12 may be a support member supported by the head part of the head of the object, and may include a dislocation part band 120, a slide band 121, and a head part support part 123.
  • the dislocation part band 120 is a support member capable of supporting the temporal part of the object.
  • the dislocation part band 120 may be formed in a band shape extending in one direction, for example, extending from one temporal part to another in the circumferential direction of the head of the object.
  • the width D1 of the dislocation part band 120 may be 1 cm or more and 10 cm or less.
  • both ends of the dislocation part band 120 may be disposed to face the temporal part of the object to perform a function as the third support point and the fourth support point.
  • the dislocation part band 120 may be provided as a deformable elastic member, and thus, both ends of the dislocation part band 120 may be further proximate or spaced apart within a restoration range. Therefore, even when the head size of the object, for example, the diameter of the head circumference, the front portion band 120 may be supported on both head portions of the object, respectively.
  • the slide band 121 is a slide member capable of moving the dislocation part band 120 according to a procedure position of the object.
  • the slide band 121 extends in one direction between the parietal support 112 and the dislocation band 120 in a band shape, for example, extending from the parietal to the dislocation band 120 of the object. Can be prepared.
  • the width D2 of the slide band 121 may be 1 cm or more and 10 cm or less, and thus the temporal part of the object may be opened.
  • one end of the slide band 121 may be disposed to be fixed to the center of the dislocation part band 120, the other end is to be supported to be slidable to the laryngeal case 12, more specifically the laryngeal support (110).
  • a slide guide in which the slide band 121 may slide may be disposed on the back head case 12, for example, the back head support 110. Accordingly, the slide band 121 may be inserted into the posterior head support 110 by sliding in the first direction toward the parietal support 112 when the first surgery mode, for example, the frontal lobe, is performed.
  • the mode for example, the temporal lobe is performed, it may be disposed on the front part of the object by sliding away from the parietal support 112 in a second direction opposite to the first direction.
  • the slide locking device 114 disposed on the back head support 110 may control the slide of the slide band 121 so that the position of the slide band 121 is fixed in each of the first surgery mode and the second surgery mode. .
  • the slide of the dislocation part case 12 in the first procedure mode and the second procedure mode will be described in more detail with reference to FIGS. 4A and 4B.
  • the temporal support 123 is a support member that is disposed at both ends of the dislocation band 120 and can be supported by the dislocation band 120.
  • the temporal support 123 may be implemented in the form of a pad, which is a protective and cushioning member for improving a user's wearing comfort.
  • the temporal support 123 may be disposed inside the dislocation part band 120, that is, between the temporal part of the object and the dislocation part band 120, and thus may be directly supported by the temporal part of the object.
  • the first lower pipe support 13 may be a support member for supporting the lower pipe of the object and may have a band shape extending in one direction.
  • the first lower tube support part 13 may be disposed so that each end is fixed to both ends of the laryngeal case 11.
  • the first lower tube support part 13 may be fixed between the mouth and the jaw of the object to support the lower tube of the object.
  • the first lower tube support 13 may adjust the length according to the size of the head of the object.
  • the second lower pipe support 14 is a support member for supporting the lower pipe of the object, and may have a band shape extending in one direction. As an example, the second lower pipe support 14 may be disposed so that each end is fixed to both ends of the dislocation band 120. For example, when the object wears the head gear 10, the second lower inferior support 14 may be fixed between the jaw of the object and the first lower inferior support 13 to support the lower inferior of the object. The second lower inferior support 14 may also adjust the length according to the size of the head of the object.
  • the ultrasonic transducer 30 may include an ultrasonic generator 31, an applicator 32, and a second marker 33 for identifying the position of the ultrasonic transducer.
  • the ultrasonic wave generator 31 may generate low intensity ultrasonic waves, and the low intensity ultrasonic waves may use intensive ultrasonic waves or non-intensive ultrasonic waves.
  • the low-intensity ultrasound generated by the ultrasonic generator 31 is imaged in a specific region, fine mechanical movement may be induced in a specific region of the brain, and brain function may be adjusted accordingly. That is, low-intensity ultrasound may be pulsed, and thus mechanical energy may be concentrated and synchronized in a specific region of the brain, thereby causing weak vibration.
  • the mechanical vibration generated by the low-intensity ultrasound, and thus the delivery movement may allow the receptors of the nerve cells to regulate ion channels to activate or deactivate brain functions.
  • the applicator 32 may have a cylindrical shape having one side open, and an ultrasonic generator 31 may be installed at an outer circumference of the opening to be fixed to the scalp of the object.
  • the applicator 32 may be provided with a bag (not shown) in which the medium in which the gas is removed is filled in a vacuum state so that a space does not occur between the ultrasonic generator 31 and the scalp of the object.
  • the bag (not shown) may include a flexible synthetic resin material, by arranging the bag (not shown), the applicator 32 is to closely contact the curvature of the scalp of the object without space.
  • the second marker 33 is a position sensor arranged to grasp the position of the ultrasound in real time when the MRI image or the CT image is taken.
  • the second marker 33 may include at least one circular rod-shaped infrared reflector 330 that tracks the focal direction of the ultrasonic wave generator 31.
  • four infrared reflectors 330 may be implemented and disposed at four ends of the cross-shaped support.
  • the connecting device 40 is a connecting member for connecting the ultrasonic transducer 30 to the head gear 10.
  • the connection device 40 may include a plurality of link structures.
  • the connection device 40 may connect the first to second connection bars 45 to 46 using, for example, the first to third joints 41 to 43.
  • the first joint 41 may be arranged to connect the rear case 11 and the first connection bar 45 provided in the head gear 10, and thus the first connection bar 45. One end of the can be moved in the three-dimensional space without a separate constraint.
  • the second joint 42 may be arranged to connect the first connecting bar 45 and the second connecting bar 46, so that one end of the second connecting bar 46 is separated on one plane. It can be moved without restraint.
  • the third joint 43 may be arranged to connect the second connecting bar 46 and the ultrasonic transducer 30.
  • the ultrasound transducer 30 may be disposed in the entire area of the head of the object having the curvature, and the object While the medical head gear 1 is worn while being supported by the surgical site movement and the procedure can be performed to improve the convenience of the operator.
  • the link restraint 47 may be disposed in the second joint 42 to which the first connecting bar 45 and the second connecting bar 46 are connected.
  • the operator may use the link restraint 47 to restrain the first to third joints 41-43, thereby The relative position of the ultrasonic transducer 30 with respect to the medical head gear 1 can be fixed.
  • FIGS. 4A and 4B are side and front views of a subject wearing a medical head gear for a frontal lobe procedure according to an embodiment of the present invention.
  • the subject may wear the medical head gear 1 for the first procedure mode, that is, the frontal lobe of the subject.
  • the object may wear the head gear 10, and in this case, the back head and the head of the object may be supported by the back head support 110 and the head support 112.
  • the head gear 10 is an object having a variety of head size Can be worn on.
  • the first lower tube support 13 and the second lower tube support 14 may be supported on the lower tube of the operator.
  • the first marker 115 fixed to the back head support 110 may detect the position and orientation of the head of the object wearing the head gear 10 in real time.
  • the slide band 121 provided in the dislocation part case 12 may slide along the first direction toward the parietal support 112 and be inserted into the posterior head support 110.
  • the frontal lobe of the object can be opened, and the operator manipulates the connecting device 40 to place the ultrasound transducer 30 on the frontal lobe of the object, and then the ultrasound transducer 30 is in close contact with the frontal lobe of the object.
  • the pair of temporal support 123 supported by the dislocation part band 120 may be supported by the temporal part of the object, respectively.
  • the second marker 33 fixed to the ultrasonic generator 31 may track the focal direction of the ultrasonic generator 31 using the circular reflector-shaped infrared reflector 330.
  • 5A and 5B are side and front views of a subject wearing a medical head gear for a frontal lobe procedure according to an embodiment of the present invention.
  • description of matters substantially the same as those described in FIGS. 4A to 4B will be omitted.
  • the subject may wear the medical head gear 1 for the second procedure mode, that is, the temporal lobe procedure of the subject.
  • the object may wear the head gear 10, and in this case, the back head and the head of the object may be supported by the back head support 110 and the head support 112.
  • the slide band 121 provided in the dislocation part case 12 is slid so as to be spaced apart from the parietal support part 112 in a second direction opposite to the first direction so as to support the posterior head. May be discharged from 110.
  • the temporal lobe of the object can be opened, and the operator manipulates the connecting device 40 to place the ultrasound transducer 30 on the temporal lobe of the object, and then the ultrasound transducer 30 is in close contact with the temporal lobe of the object.
  • the pair of temporal support 123 supported by the dislocation part band 120 may be supported by the temporal part of the object, respectively.
  • the temporal position of the object supported by the pair of temporal support 123 may be different from the temporal position of the object supported by the pair of temporal support 123 shown in FIGS. 4A to 4C.
  • the procedure can be performed only by the slide movement of the dislocation part case 12 and the movement of the ultrasonic transducer 30, thereby improving the convenience of use of the operator.

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Abstract

본 발명은 초음파 트랜스 듀서가 지지된 채 대상체의 두개골에 착장될 수 있는 의료용 헤드 기어에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 기어는 대상체의 두개골의 크기 및 형상과, 초음파가 전달되어야 하는 뇌의 위치에 관계없이 초음파 트랜스듀서를 대상체의 두개골에 밀착 및 지지시킬 수 있다. 상술한 바와 같은 의료용 헤드 기어에 의하면, 초음파가 전달되어야 하는 뇌의 위치에 관계없이 헤드 기어에 지지된 초음파 트랜스듀서를 두개골의 특정 위치로 이동시킬 수 있으므로 사용자의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.

Description

의료용 헤드 기어 및 이를 포함하는 경두개 초음파 전달 장치
본 발명은 의료용 헤드 기어 및 이를 포함하는 경두개 초음파 전달 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 경두개로 저강도 초음파를 전달할 수 있는 초음파 트랜스듀서가 지지된 의료용 헤드 기어 및 이를 포함하는 경두개 초음파 전달 장치에 관한 것이다.
뇌기능은, 뇌 속에 분포하는 특정 역할을 하는 세포군과 이의 생체조직들이 활성화와 비활성화되면서 백피질을 통해 신호를 전달하여 인간의 인지와 행동양식으로 표현되는 것이다. 이러한 뇌기능을 조절하기 위해서는 우선 약물을 통화여 신경전달물질이 뇌세포에서 활성화되는 정도를 조정하는 방식이 있다. 그러나 약물로는 원하는 특정부위만을 조절하는 것이 불가능하다. 이에 반해 침습적인 방법을 통한 뇌기능 조절방식인 탐침을 이용한 전기적 자극이 가능하다. 이러한 탐침을 이용한 전기적 자극의 경우 뇌수술에 사용되는 뇌파도(Electrocorticogram)나 뇌심부 자극술(Deep brain stimulation: DBS)로 뇌의 특정위치에 탐침을 이식 또는 삽입하여 전기자극을 주어 뇌의 기능을 일시적으로나 영구적으로 변환시키는 것이 가능하다. 유사한 방법으로 외부에서 비침습식인 방식으로 뇌기능을 조절하는 기술인 경두개 자기자극(Transcranial magnetic stimulation: TMS)장치를 들 수 있다. 이는 두개골 외부에서 강한 자기장을 발생시켜 뇌피질에 유도전류를 흐르게 하여 뇌기능을 조정하는 방식이다. 이러한 경두개 자기자극장치는 비침습적으로 자극되는 뇌피질의 지역이 광범위(2㎝ ~ 3㎝ 이상)할 뿐 아니라, 두개골 및 1㎝ ~ 2㎝ 깊이의 뇌피질 표면에만 자극이 가능하고 더 깊은 뇌 속에 위치하는 지역에서는 자기장의 크기가 급격히 감소하여 정밀한 조절이 힘든 문제점이 있었다.
이상의 문제점을 해소하기 위해 초음파를 이용한 장치가 제시된다. 초음파는 압력충격 파형으로 진단용 초음파기에 사용되는 고주파에 미치지 않는 1MHz 미만의 주파수로 조명시 두개골을 투과할 수 있으며 경두개 자기자극과는 달리 뇌의 깊숙한 영역까지 초점을 맞출 수 있다. 더욱이 초음파에 영향을 받는 크기가 2mm ~ 3mm의 구형(sphere) 또는 타원모양의 원추형 구(쌀알 모양)이므로 특정 뇌 영역의 세밀한 기능조절이 가능하다.
초음파를 경두개로 전달하기 위해 초음파를 발생시키는 초음파 트랜스 듀서가 인체의 두개골에 밀착 및 지지되어야 한다. 인체의 두개골은 인종, 나이, 성별에 따라 다양한 크기 및 형상으로 형성될 수 있으며, 초음파가 전달되어야 하는 환부, 즉 뇌의 위치 또한 다양할 수 있다. 따라서, 사용자, 예를 들어 의료진은 두개골의 형상 및 크기, 초음파가 전달되어야 하는 뇌의 위치에 따라 초음파 트랜스듀서를 일정하게 밀착 및 지지하는데 문제점이 있었다.
본 발명은 초음파 트랜스 듀서가 지지된 채 대상체의 두개골에 착장될 수 있는 의료용 헤드 기어 및 이를 포함하는 경두개 초음파 전달 장치를 제공한다.
본 발명은 대상체의 두개골의 크기 및 형상과, 초음파가 전달되어야 하는 뇌의 위치에 관계없이 초음파 트랜스듀서를 대상체의 두개골에 밀착 및 지지시킬 수 있는 의료용 헤드 기어 및 이를 포함하는 경두개 초음파 전달 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 헤드 기어는, 저강도 초음파를 생성하는 초음파 트랜스듀서; 및 상기 초음파 트랜스듀서가 지지된 헤드 기어를 포함하며, 상기 헤드 기어는, 후두부를 지지하는 후두부 지지부와 정수리부를 지지하는 정수리 지지부를 구비하는 후위부 케이스; 및 상기 후위부 케이스에 대해 일 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하도록 연결되며, 양 측두부를 지지하는 두 개의 측두부 지지부를 구비하는 전위부 케이스; 를 포함할 수 있다.
상기 전위부 케이스는, 일 방향을 따라 연장되며, 양 단부에 상기 두 개의 측두부 지지부가 각각 배치된 전위부 밴드; 및 상기 정수리 지지부와 상기 전위부 밴드와 사이에서 일 방향을 따라 연장되는 활주 밴드를 포함할 수 있다.
상기 활주 밴드의 일 단부는 상기 전위부 밴드에 고정되고, 타 단부는 후부두 케이스에 슬라이드 가능하도록 지지될 수 있다.
전두엽을 시술하는 제1 시술 모드에서 상기 활주 밴드는 상기 정수리 지지부를 향하는 제1 방향을 따라 슬라이드되고, 측두엽을 시술하는 제2 시술 모드에서 상기 활주 밴드는 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향을 따라 상기 정수리 지지부로부터 이격되도록 슬라이드될 수 있다.
상기 제1 및 제2 시술 모드에 따라 상기 활주 밴드의 위치를 고정시키기 위한 슬라이드 잠금 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 전위부 밴드는 대상체의 머리 둘레에 따라 변형 가능한 탄성 부재로 마련될 수 있다.
상기 후두부 케이스에 지지되어 상기 헤드 기어의 위치를 감지하기 위한 하나 이상의 적외선 반사체를 구비하는 제1 마커를 더 포함할 수 있다.
일 방향을 따라 연장되며, 양 단부가 상기 후위부 케이스의 양 단부에 각각 지지되어 대상체의 하관을 지지하는 제1 하관 지지부를 더 포함할 수 있다.
일 방향을 따라 연장되며, 양 단부가 상기 전위부 밴드의 양 단부에 각각 지지되어 대상체의 하관을 지지하는 제2 하관 지지부를 더 포함할 수 있다.
상기 초음파 트랜스듀서는 상기 저강도 초음파를 생성하는 초음파 발생 장치 및 상기 초음파 발생 장치를 대상체의 두피에 고정시키기 위한 애플리케이터를 구비할 수 있다.
상기 초음파 트랜스듀서에 지지되어 상기 초음파 발생 장치의 초점 방향을 감지하기 위한 하나 이상의 적외선 반사체를 구비하는 제2 마커를 더 포함할 수 있다.
상기 헤드 기어와 상기 초음파 트랜스듀서 사이에 배치되어 상기 헤드 기어와 상기 초음파 트랜스듀서를 연결하는 연결 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 연결 장치는 복수 개의 링크 구조를 포함할 수 있다.
상기 연결 장치는 상기 헤드 기어와 상기 초음파 트랜스 듀서 사이에 배치된 제1 연결바 및 제2 연결바와, 상기 헤드 기어와 상기 제1 연결바를 연결하는 제1 조인트, 상기 제1연결바와 상기 제2 연결바를 연결하는 제2 조인트 및 상기 제2 조인트와 상기 초음파 트랜스 듀서를 연결하는 제3 조인트를 구비할 수 있다.
상기 제2 조인트에 배치되어 상기 제1 조인트 내지 상기 제3 조인트를 구속하는 링크 구속장치를 더 포함할 수 있다.
상기 후두부 지지부가 상기 후두부의 둘레 방향을 따라 연장되며, 상기 후두부 지지부를 연장시키거나 축소시킬 수 있는 후두부 조절부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 경두개 초음파 전달 장치는 상기 일 실시예에 따른 의료용 헤드 기어 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 헤드 기어에 의하면, 초음파가 전달되어야 하는 뇌의 위치에 관계없이 헤드 기어에 지지된 초음파 트랜스듀서를 두개골의 특정 위치로 이동시킬 수 있으므로 사용자의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 헤드 기어는 대상체의 세 곳 이상에 지지될 수 있으므로 두개골과 헤드 기어 사이의 위치 구속력을 향상시켜 대상체에 대한 초음파 트랜스 듀서의 지지력을 향상시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 경두개 초음파 전달 장치의 블록도이다.
도 1b은 본 발명의 일 실시예에 따른 경두개 초음파 전달 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 헤드 기어의 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 기어의 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 전두엽 시술을 위해 대상체가 의료용 헤드 기어를 착장한 측면도 및 정면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라 전두엽 시술을 위해 대상체가 의료용 헤드 기어를 착장한 측면도 및 정면도이다.
본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부'(part, portion)라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부'가 하나의 요소(unit, element)로 구현되거나, 하나의 '부'가 복수의 요소들을 포함하는 것도 가능하다. 이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
본 명세서에서 영상은 자기 공명 영상(MRI) 장치, 컴퓨터 단층 촬영(CT) 장치, 초음파 촬영 장치, 또는 엑스레이 촬영 장치 등의 의료 영상 장치에 의해 획득된 의료 영상을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 '대상체(object)'는 촬영의 대상이 되는 것으로서, 사람, 동물, 또는 그 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 신체의 일부(장기 또는 기관 등; organ) 또는 팬텀(phantom) 등을 포함할 수 있다.
명세서 전체에서 "초음파 영상"이란 대상체로 송신되고, 대상체로부터 반사된 초음파 신호에 근거하여 처리된 대상체(object)에 대한 영상을 의미한다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 경두개 초음파 전달 장치의 블록도이다. 도 1b은 본 발명의 일 실시예에 따른 경두개 초음파 전달 장치의 사시도이다. 일 실시예에 따른 경두개 초음파 전달 장치는 의료용 헤드 기어(1), 본체부(2), 표시부(4), 적외선 센서부(6), 및 입력부(7)를 포함할 수 있다.
경두개 초음파 전달 장치는 카트형뿐만 아니라 휴대형으로도 구현될 수 있다. 휴대형 초음파 진단 장치의 예로는 의료용 헤드 기어(1) 및 어플리케이션을 포함하는 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
의료용 헤드 기어(1)는 대상체가 헤드 기어를 착용한 채로 대상체에게 초음파를 전달할 수 있는 시술 장치로서, 대상체의 머리에 지지되는 헤드 기어(10; 도 2 참조)와 대상체에 초음파를 전달할 수 있는 초음파 트랜스듀서(30), 및 적외선 센서부(6)와 상호 작용하여 초음파 트랜스듀서(30) 및 헤드 기어(10)의 위치를 감지할 수 있는 위치 감지부(M)를 포함할 수 있다. 일 예로서 의료용 헤드 기어(1)는 본체부(2)와 유무선으로 연결되는 분리형으로 구현될 수 있다. 의료용 헤드 기어(1)에 구비된 구성과 관련된 구체적인 사항은 도 2 내지 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 후술한다.
본체부(2)는 경두개 초음파 전달 장치의 전반적인 동작 및 경두개 초음파 전달 장치의 내부 구성 요소들 사이의 신호 흐름을 제어할 수 있다. 본체부(2)는 프로그램 또는 데이터를 처리하는 제어부(21), 경두개 초음파 전달 장치의 기능을 수행하기 위한 프로그램 또는 데이터를 저장하는 저장부(25), 제어부(21)와 의료용 헤드 기어(1)를 연결하는 통신부(28)를 포함할 수 있다.
일 예로서 본체부(2)에 포함된 제어부(21)는 경두개 초음파 진단 장치의 전반적인 동작 및 경두개 초음파 진단 장치의 내부 구성 요소들 사이의 신호 흐름을 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(21)는, 초음파 트랜스듀서(30)에 포함되는 복수의 트랜스듀서들의 위치 및 집속점을 고려하여, 복수의 트랜스듀서들 각각에 인가될 송신 신호를 형성하도록 송신부를 제어하거나, 후술하게 될 입력부(7) 또는 외부 장치로부터 제어신호를 수신하여, 경두개 초음파 전달 장치의 동작을 제어할 수 있다.
저장부(25)는 경두개 초음파 진단 장치를 구동하고 제어하기 위한 다양한 데이터 또는 프로그램 등을 저장할 수 있다. 일 예로서, 저장부(25)에는 의료용 헤드 기어(1)를 제어할 수 있는 프로그램이 설치될 수 있는 바, 이 프로그램은 제어부(21)의 동작의 일부 또는 전부를 수행하는 명령어를 포함할 수 있다. 프로그램은 저장부(25)에 미리 설치될 수도 있고, 사용자가 어플리케이션을 제공하는 서버로부터 프로그램을 다운로드하여 설치하는 것도 가능하다. 어플리케이션을 제공하는 서버에는 해당 프로그램이 저장된 기록매체가 포함될 수 있다.
통신부(28)는 의료용 헤드 기어(1)와 본체부(2)를 연결하기 위한 통신 장치로서 의료용 헤드 기어(1)와 본체부(2)의 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다. 일 예로서, 통신부(28)는 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 예시에 따르면, 통신부(28)가 제어 신호 및 데이터를 수신하고, 수신된 제어 신호를 제어부(21)에 전달하여 제어부(21)로 하여금 수신된 제어 신호에 따라 의료용 헤드 기어(1)를 제어하도록 하는 것도 가능하다.
표시부(4)는 생성된 초음파 영상 및 경두개 초음파 전달 장치에서 처리되는 다양한 정보를 표시할 수 있다. 표시부(4)는 구현 형태에 따라 하나 또는 복수의 메인 디스플레이부(141) 및 서브 디스플레이부(142)를 포함할 수 있다. 메인 디스플레이부(141) 및 서브 디스플레이부(142) 중 하나는 터치스크린으로 구현될 수 있다. 메인 디스플레이부(141) 및 서브 디스플레이부(142)는 경두개 초음파 진단 장치에서 처리되는 다양한 정보를 표시할 수 있다. 또한, 메인 디스플레이부(141) 및 서브 디스플레이부(142)는 터치 스크린으로 구현되고, GUI 를 제공함으로써, 사용자로부터 경두개 초음파 진단 장치를 제어하기 위한 데이터를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 메인 디스플레이부(141)는 초음파 영상의 표시를 제어하기 위한 컨트롤 패널을 GUI 형태로 표시할 수 있으며, 서브 디스플레이부(142)는 대상체에 시술 상황을 표시할 수 있다. 메인 디스플레이부(141)는 GUI 형태로 표시된 컨트롤 패널을 통하여, 영상의 표시를 제어하기 위한 데이터를 입력 받을 수 있다.
적외선 센서부(6)는 의료용 헤드 기어(1)에 배치된 위치 감지부(M)와의 적외선 송수신을 통해 대상체가 착용하고 있는 의료용 헤드 기어(1)의 위치와 초음파 트랜스듀서(30)에 의해 전달되는 초음파의 초점 위치를 감지할 수 있다. 일 예로서, 위치 감지부(M)는 헤드 기어(10)에 고정된 제1 마커(115; 도 2 참조)와 초음파 트랜스듀서(30)에 고정된 제2 마커(33; 도 2 참조)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 적외선 센서부(6)는 헤드 기어(10)에 고정된 제1 마커(115)와의 관계에서 적외선 송수신 과정을 통해 의료용 헤드 기어(1)의 위치, 보다 구체적으로 의료용 헤드 기어(1)를 착용한 대상체의 위치를 감지할 수 있다. 또한, 적외선 센서부(6)는 초음파 트랜스듀서(30)에 고정된 제2 마커(33)와의 관계에서 초음파의 초점 방향 및 초점 위치 등을 감지할 수 있다.
입력부(7)는, 경두개 초음파 전달 장치를 제어하기 위한 사용자의 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 입력은 버튼, 키 패드, 마우스, 트랙볼, 조그 스위치, 놉(knop) 등을 조작하는 입력, 터치 패드나 터치 스크린을 터치하는 입력, 음성 입력, 모션 입력, 생체 정보 입력(예를 들어, 홍채 인식, 지문 인식 등) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의료용 헤드 기어의 사시도이다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 기어의 사시도이다. 본 발명에서 의료용 헤드 기어(1)는 대상체의 머리에 착용되거나 그에 의해 지지되기 위한 일반적인 보호용 물품 중 임의의 것을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 헤드 기어(1)는 대상체의 머리에 착용되어 대상체의 머리에 고정되도록 지지되는 지지부재로서 대상체의 머리에 지지되는 헤드 기어(10), 초음파 트랜스듀서(30), 및 위치 감지부(M)와 더불어 헤드 기어(10)와 초음파 트랜스듀서(30)를 연결하는 연결 장치(40)를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 3b을 참조하면, 일 실시예에 따른 헤드 기어(10)는 후위부에 배치되어 대상체의 머리를 지지하는 후위부 케이스(11)와 대상체의 머리의 측두부에 지지되는 전위부 케이스(12), 및 제1 하관 지지부(13)와 제2 하관 지지부(14)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 후위부 케이스(11)는 대상체의 머리의 후두부 및 정수리에 지지되는 지지부재로서, 후두부 지지부(110), 후두부 패드(111), 정수리 지지부(112), 및 제1 마커(115)를 포함할 수 있다. 후두부 지지부(110)는 길이조절에 의해 후두부 측을 조이거나 이완시킬 수 있는 지지부재이다. 이때, 후두부 지지부(110)는 대상체의 후두부를 직접 지지할 수 있는 제1 지지점으로서의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 일 예로서, 후두부 지지부(110)는 대상체의 후두부의 둘레 방향 방향을 따라 연장되며, 대상체의 정수리 부분까지 커버하도록 연장될 수 있다. 이때, 후두부 지지부(110)는 후두부 조절부(113)의 조작에 의해 연장되거나 축소될 수 있으며, 이로 인해 대상체의 후두부 측을 조이거나 이완시킬 수 있다. 일 예로서, 후두부 조절부(113)는 조절 다이얼 형태로 마련될 수 있으며, 후두부 조절부(113)의 회전 방향에 따라 후두부 지지부(110)를 연장시키거나 축소시킬 수 있는 조정 부재일 수 있다. 상술한 바와 같이 후두부 조절부(113)이 후두부 지지부(110)에 적용됨으로써, 인종, 성별, 나이 등에 따라 대상체의 머리 크기, 예를 들어 머리 둘레의 직경이 다양한 경우에도, 시술자는 후두부 조절부(113)의 간단한 조작에 의해 의료용 헤드 기어(1)를 대상체에 착용시킬 수 있다.
후두부 패드(111)는 상술한 후두부 조절부(113)와 더불어 대상체의 착용 편의성을 향상시킬 수 있는 보호 및 완충 부재이다. 일 예로서, 후두부 패드(111)는 후두부 지지부(110)와 마주보도록 배치되어 후두부 지지부(110)에 지지될 수 있다. 이때, 후두부 패드(111)는 후두부 지지부(110)의 내측, 즉, 대상체의 후두부와 후두부 지지부(110) 사이에 배치될 수 있으며, 이에 따라 대상체의 후두부에 직접 지지될 수 있다.
정수리 지지부(112)는 대상체의 정수리 부분과 마주보도록 배치되어 대상체의 정수리를 지지할 수 있는 지지 부재이다. 일 예로서, 정수리 지지부(112)는 후두부 지지부(110)에 고정되어 대상체의 정수리를 직접 지지할 수 있는 제2 지지점으로서의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 정수리 지지부(112)는 패드 형태로 구현되어 대상체의 착용 편의성을 향상시킬 수 있는 보호 및 완충 부재로서의 기능을 수행할 수도 있다.
제1 마커(115)는 MRI영상 또는 CT영상을 촬영할 때 헤드 기어(10), 보다 구체적으로 헤드 기어(10)를 착장한 대상체의 머리의 위치를 실시간으로 파악하기 위해 배치된 위치 감지부이다. 일 예로서, 제1 마커(115)는 후두부 케이스(11), 보다 구체적으로 후두부 지지부(110)에 지지되도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 마커(115)는 후두부 지지부(110)에 자성체를 이용하여 탈착 가능한 방식으로 부착될 수 있다. 또한, 제1 마커(115)는 후두부 지지부(110)의 위치을 추적하는 하나 이상의 원형봉 형상의 적외선 반사체(116)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 적외선 반사체(116)는 4개로 구현되어 십자형상의 지지부의 4개의 단부에 각각 배치될 수 있다.
일 예로서, 전위부 케이스(12)는 대상체의 머리의 측두부에 지지되는 지지부재로서, 전위부 밴드(120), 활주 밴드(121) 및 측두부 지지부(123)를 포함할 수 있다. 전위부 밴드(120)는 대상체의 측두부를 지지할 수 있는 지지 부재이다. 일 예로서, 전위부 밴드(120)는 일 방향을 따라 연장되는, 예를 들어 대상체의 머리의 둘레 방향을 따라 일 측두부로부터 다른 측두부까지 연장되는 밴드 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 전위부 밴드(120)의 폭(D1)은 1cm 이상 10cm 이하일 수 있다. 또한 이때, 전위부 밴드(120)의 양 단부는 대상체의 측두부와 마주보도록 배치되어 제3 지지점 및 제4 지지점으로서의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 일 예로서, 전위부 밴드(120)는 변형 가능한 탄성 부재로 마련될 수 있으며, 이에 따라 전위부 밴드(120)의 양 단부는 복원 범위 내에서 추가적으로 근접하거나 이격될 수 있다. 따라서, 대상체의 머리 크기, 예를 들어 머리 둘레의 직경이 다양한 경우에도, 전위부 밴드(120)는 대상체의 양 측두부에 각각 지지될 수 있다.
활주 밴드(121)는 대상체의 시술 위치에 따라 전위부 밴드(120)을 이동시킬 수 있는 슬라이드 부재이다. 일 예로서, 활주 밴드(121)는 정수리 지지부(112)와 전위부 밴드(120) 사이에서 일 방향을 따라 연장되는, 예를 들어 대상체의 정수리로부터 전위부 밴드(120)까지 연장되는 밴드 형상으로 마련될 수 있다. 이때, 활주 밴드(121)의 폭(D2)은 1cm이상 10cm 이하일 수 있으며, 이에 따라 대상체의 측두부가 개방될 수 있다. 또한 이때 활주 밴드(121)의 일 단부는 전위부 밴드(120)의 중심부에 고정되도록 배치될 수 있으며, 타 단부는 후두부 케이스(12), 보다 구체적으로 후두부 지지부(110)에 슬라이드 가능하도록 지지될 수 있다. 일 예로서, 후두부 케이스(12), 예를 들어 후두부 지지부(110)에는 활주 밴드(121)가 슬라이드될 수 있는 슬라이드 가이드가 배치될 수 있다. 이에 따라 활주 밴드(121)는 제1 시술모드, 예를 들어 전두엽을 시술하는 경우, 정수리 지지부(112)를 향하는 제1 방향을 따라 슬라이드됨으로써 후두부 지지부(110)에 삽입될 수 있으며, 제2 시술모드, 예를 들어 측두엽을 시술하는 경우, 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향을 따라 정수리 지지부(112)로부터 이격되도록 슬라이드됨으로써 대상체의 전면부에 배치될 수 있다. 이때, 후두부 지지부(110)에 배치된 슬라이드 잠금장치(114)는 제1 시술 모드와 제2 시술 모드 각각에서 활주 밴드(121)의 위치가 고정되도록 활주 밴드(121)의 슬라이드를 제어할 수 있다. 제1 시술모드와 제2 시술모드에서 전위부 케이스(12)의 슬라이드는 도 4a 및 도 4b를 참조하여 보다 구체적으로 서술한다.
측두부 지지부(123)는 전위부 밴드(120)의 양 단부에 각각 배치되어 전위부 밴드(120)에 의해 지지될 수 있는 지지 부재이다. 일 예로서, 측두부 지지부(123)는 대상체의 착용 편의성을 향상시키기 위한 보호 및 완충 부재인, 패드 형태로 구현될 수 있다. 이때, 측두부 지지부(123)는 전위부 밴드(120)의 내측, 즉, 대상체의 측두부와 전위부 밴드 (120) 사이에 배치될 수 있으며, 이에 따라 대상체의 측두부에 직접 지지될 수 있다.
제1 하관 지지부(13)는 대상체의 하관을 지지하기 위한 지지부재로서, 일 방향을 따라 연장된 밴드 형상을 구비할 수 있다. 일 예로서, 제1 하관 지지부(13)는 후두부 케이스(11)의 양 단부에 각각의 단부가 고정되도록 배치될 수 있다. 예를 들어 대상체가 헤드 기어(10)를 착용하는 경우, 제1 하관 지지부(13)는 대상체의 입과 턱 사이에 고정되어 대상체의 하관을 지지할 수 있다. 또한, 제1 하관 지지부(13)는 대상체의 머리 크기에 따라 길이를 조절할 수도 있다.
제2 하관 지지부(14)는 대상체의 하관을 지지하기 위한 지지부재로서, 일 방향을 따라 연장된 밴드 형상을 구비할 수 있다. 일 예로서, 제2 하관 지지부(14)는 전위부 밴드(120)의 양 단부에 각각의 단부가 고정되도록 배치될 수 있다. 예를 들어 대상체가 헤드 기어(10)를 착용하는 경우, 제2 하관 지지부(14)는 대상체의 턱과 제1 하관 지지부(13) 사이에 고정되어 대상체의 하관을 지지할 수 있다. 제2 하관 지지부(14) 또한, 대상체의 머리 크기에 따라 길이를 조절할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서(30)는 초음파 발생 장치(31) 및 애플리케이터(32) 및 초음파 트랜스듀서의 위치를 식별하기 위한 제2 마커(33)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 초음파 발생 장치(31)는 저강도 초음파를 발생시킬 수 있으며, 저강도 초음파는 집중초음파 또는 비집중 초음파를 사용할 수 있다. 일 예로서, 초음파 발생 장치(31)에 의해 발생된 저강도 초음파를 특정영역에 조영하는 경우, 뇌의 특정영역에 미세한 기계적인 운동이 유발될 수 있으며 이에 따라 뇌기능이 조정될 수 있다. 즉 저강도 초음파는 펄스화될 수 있으며 이에 따른 기계적 에너지를 뇌의 특정영역에 집중적으로 조영하고 동기화되도록 하여 미약한 진동을 유발할 수 있다. 저강도 초음파에 의해 발생된 기계적 진동 및 이에 따른 전달운동에 의해 뇌신경 세포의 수용기가 이온채널을 조절하여 뇌기능을 활성화 또는 비활성화시킬 수 있다.
애플리케이터(32)는 일측이 개구된 원통형상이고, 개구부 외주에 초음파 발생 장치(31)가 설치되어 대상체의 두피에 고정될 수 있다. 이때, 애플리케이터(32)는 초음파 발생 장치(31)와 대상체의 두피 사이에는 공간이 발생하지 않도록 가스가 제거된 물이 매개체가 진공상태로 충전된 주머니(미도시)를 구비할 수 있다. 이때, 주머니(미도시)는 유연한 합성수지재질을 포함할 수 있으며, 주머니(미도시)를 배치시킴으로써 애플리케이터(32)는 대상체의 두피의 굴곡에 공간 없이 밀착하기 위함이다.
제2 마커(33)는 MRI영상 또는 CT영상을 촬영할 때 초음파의 위치를 실시간으로 파악하기 위해 배치된 위치 감지부이다. 일 예로서, 제2 마커(33)는 초음파 발생 장치(31)의 초점방향을 추적하는 하나 이상의 원형봉 형상의 적외선 반사체(330)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 적외선 반사체(330)는 4개로 구현되어 십자형상의 지지부의 4개의 단부에 각각 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연결 장치(40)는 초음파 트랜스듀서(30)를 헤드 기어(10)에 연결하기 위한 연결 부재이다. 일 예로서, 연결 장치(40)는 복수 개의 링크 구조를 포함할 수 있다. 이때, 연결 장치(40)는 예를 들어 제1 내지 제3 조인트(41-43)를 이용하여 제1 내지 제2 연결바(45-46)를 연결할 수 있다. 일 예로서, 제1 조인트(41)는 헤드 기어(10)에 구비된 후위부 케이스(11)와 제1 연결바(45)를 연결하도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 제1 연결바(45)의 일 단부는 3차원 공간 상에서 별도의 구속 없이 이동될 수 있다. 또한, 제2 조인트(42)는 제1 연결바(45)와 제2 연결바(46)를 연결하도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 제2 연결바(46)의 일 단부는 일 평면 상에서 별도의 구속 없이 이동될 수 있다. 또한, 제3 조인트(43)는 제2 연결바(46)와 초음파 트랜스듀서(30)를 연결하도록 배치될 수 있다. 복수 개의 조인트를 이용하여, 후위부 케이스(11)와 초음파 트랜스듀서(30)를 연결함에 따라, 초음파 트랜스 듀서(30)는 굴곡을 구비하는 대상체의 머리의 전체 영역에 배치될 수 있으며, 또한 대상체가 착용한 의료용 헤드 기어(1)에 지지된 채 시술부위의 이동 및 시술 진행이 가능하여 시술자의 시술 편의성을 향상시킬 수 있다. 일 예로서, 제1 연결바(45)와 제2 연결바(46)가 연결되는 제2 조인트(42)에는 링크 구속장치(47)가 배치될 수 있다. 따라서, 초음파 트랜스듀서(30)가 대상체의 머리의 시술 위치에 배치되는 경우, 시술자는 링크 구속장치(47)를 이용하여 제1 내지 제 3 조인트(41-43)를 구속할 수 있으며, 이에 따라 의료용 헤드 기어(1)에 대한 초음파 트랜스듀서(30)의 상대적 위치가 고정될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 전두엽 시술을 위해 대상체가 의료용 헤드 기어를 착장한 측면도 및 정면도이다.
도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제1 시술 모드, 즉 대상체의 전두엽 시술을 위해 대상체가 의료용 헤드 기어(1)를 착용할 수 있다. 일 예로서, 대상체는 헤드 기어(10)를 착용할 수 있으며, 이때, 후두부 지지부(110) 및 정수리 지지부(112)에 의해 대상체의 후두부 및 정수리가 지지될 수 있다. 또한, 이때, 후두부 조절부(113)을 이용하여 후두부 지지부(110)의 길이를 조절함으로써 대상체의 후두부 측을 조이거나 이완시킬 수 있으며, 이에 따라 헤드 기어(10)는 다양한 머리 크기를 구비하는 대상체에 착용될 수 있다. 또한, 이때, 제1 하관 지지부(13)와 제2 하관 지지부(14)는 시술자의 하관에 지지시킬 수 있다. 또한, 이때, 후두부 지지부(110)에 고정된 제1 마커(115)는 헤드 기어(10)를 착용한 대상체의 머리의 위치 및 배향을 실시간으로 감지할 수 있다.
또한 일 예로서, 제1 시술 모드에서, 전위부 케이스(12)에 구비된 활주 밴드(121)는 정수리 지지부(112)를 향하는 제1 방향을 따라 슬라이드되어 후두부 지지부(110)에 삽입될 수 있다. 이에 따라 대상체의 전두엽이 개방될 수 있으며, 시술자는 연결 장치(40)를 조작하여 초음파 트랜스듀서(30)가 대상체의 전두엽에 배치시킨 후, 초음파 트랜스듀서(30)를 대상체의 전두엽에 밀착 및 지지시킬 수 있다. 이때, 전위부 밴드(120)에 지지되는 한 쌍의 측두부 지지부(123)는 대상체의 측두부에 각각 지지될 수 있다. 또한, 이때, 초음파 발생 장치(31)에 고정된 제2 마커(33)는 원형봉 형상의 적외선 반사체(330)를 이용하여 초음파 발생 장치(31)의 초점방향을 추적할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라 전두엽 시술을 위해 대상체가 의료용 헤드 기어를 착장한 측면도 및 정면도이다. 서술의 편의상 도 4a 내지 도 4b에서 서술된 사항과 실질적으로 동일한 사항에 대한 서술은 생략한다.
도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 시술 모드, 즉 대상체의 측두엽 시술을 위해 대상체가 의료용 헤드 기어(1)를 착용할 수 있다. 일 예로서, 대상체는 헤드 기어(10)를 착용할 수 있으며, 이때, 후두부 지지부(110) 및 정수리 지지부(112)에 의해 대상체의 후두부 및 정수리가 지지될 수 있다. 또한 일 예로서, 제2 시술 모드에서, 전위부 케이스(12)에 구비된 활주 밴드(121)는 제1 방향과는 반대되는 제2 방향을 따라 정수리 지지부(112)로부터 이격되도록 슬라이드되어 후두부 지지부(110)로부터 배출될 수 있다. 이에 따라 대상체의 측두엽이 개방될 수 있으며, 시술자는 연결 장치(40)를 조작하여 초음파 트랜스듀서(30)가 대상체의 측두엽에 배치시킨 후, 초음파 트랜스듀서(30)를 대상체의 측두엽에 밀착 및 지지시킬 수 있다. 이때, 전위부 밴드(120)에 지지되는 한 쌍의 측두부 지지부(123)는 대상체의 측두부에 각각 지지될 수 있다. 이때, 한 쌍의 측두부 지지부(123) 지지되는 대상체의 측두부 위치는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 한 쌍의 측두부 지지부(123)에 의해 지지되는 대상체의 측두부 위치와 상이할 수 있다. 상술한 실시예와 같이 대상체의 시술 위치가 상이한 경우에도, 전위부 케이스(12)의 슬라이드 이동 및 초음파 트랜스듀서(30)의 이동만으로 시술을 진행할 수 있으므로, 시술자의 사용 편의성이 향상될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (17)

  1. 저강도 초음파를 생성하는 초음파 트랜스듀서; 및
    상기 초음파 트랜스듀서가 지지된 헤드 기어를 포함하며,
    상기 헤드 기어는,
    후두부를 지지하는 후두부 지지부와 정수리부를 지지하는 정수리 지지부를 구비하는 후위부 케이스; 및
    상기 후위부 케이스에 대해 일 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하도록 연결되며, 양 측두부를 지지하는 두 개의 측두부 지지부를 구비하는 전위부 케이스; 를 포함하는
    의료용 헤드 기어.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전위부 케이스는
    일 방향을 따라 연장되며, 양 단부에 상기 두 개의 측두부 지지부가 각각 배치된 전위부 밴드; 및
    상기 정수리 지지부와 상기 전위부 밴드와 사이에서 일 방향을 따라 연장되는 활주 밴드를 포함하는
    의료용 헤드 기어.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 활주 밴드의 일 단부는 상기 전위부 밴드에 고정되고, 타 단부는 후부두 케이스에 슬라이드 가능하도록 지지되는,
    의료용 헤드 기어.
  4. 제3 항에 있어서,
    전두엽을 시술하는 제1 시술 모드에서 상기 활주 밴드는 상기 정수리 지지부를 향하는 제1 방향을 따라 슬라이드되고, 측두엽을 시술하는 제2 시술 모드에서 상기 활주 밴드는 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향을 따라 상기 정수리 지지부로부터 이격되도록 슬라이드되는,
    의료용 헤드 기어.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 시술 모드에 따라 상기 활주 밴드의 위치를 고정시키기 위한 슬라이드 잠금 장치를 더 포함하는,
    의료용 헤드 기어.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 전위부 밴드는 대상체의 머리 둘레에 따라 변형 가능한 탄성 부재로 마련되는,
    의료용 헤드 기어.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 후두부 케이스에 지지되어 상기 헤드 기어의 위치를 감지하기 위한 하나 이상의 적외선 반사체를 구비하는 제1 마커를 더 포함하는,
    의료용 헤드 기어.
  8. 제1 항에 있어서,
    일 방향을 따라 연장되며, 양 단부가 상기 후위부 케이스의 양 단부에 각각 지지되어 대상체의 하관을 지지하는 제1 하관 지지부를 더 포함하는,
    의료용 헤드 기어.
  9. 제1 항에 있어서,
    일 방향을 따라 연장되며, 양 단부가 상기 전위부 밴드의 양 단부에 각각 지지되어 대상체의 하관을 지지하는 제2 하관 지지부를 더 포함하는,
    의료용 헤드 기어.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 초음파 트랜스듀서는 상기 저강도 초음파를 생성하는 초음파 발생 장치 및 상기 초음파 발생 장치를 대상체의 두피에 고정시키기 위한 애플리케이터를 구비하는,
    의료용 헤드 기어.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 초음파 트랜스듀서에 지지되어 상기 초음파 발생 장치의 초점 방향을 감지하기 위한 하나 이상의 적외선 반사체를 구비하는 제2 마커를 더 포함하는,
    의료용 헤드 기어.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 헤드 기어와 상기 초음파 트랜스듀서 사이에 배치되어 상기 헤드 기어와 상기 초음파 트랜스듀서를 연결하는 연결 장치를 더 포함하는,
    의료용 헤드 기어.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 연결 장치는 복수 개의 링크 구조를 포함하는,
    의료용 헤드 기어.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 연결 장치는 상기 헤드 기어와 상기 초음파 트랜스 듀서 사이에 배치된 제1 연결바 및 제2 연결바와, 상기 헤드 기어와 상기 제1 연결바를 연결하는 제1 조인트, 상기 제1연결바와 상기 제2 연결바를 연결하는 제2 조인트 및 상기 제2 조인트와 상기 초음파 트랜스 듀서를 연결하는 제3 조인트를 구비하는,
    의료용 헤드 기어.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 조인트에 배치되어 상기 제1 조인트 내지 상기 제3 조인트를 구속하는 링크 구속장치를 더 포함하는,
    의료용 헤드 기어.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 후두부 지지부가 상기 후두부의 둘레 방향을 따라 연장되며, 상기 후두부 지지부를 연장시키거나 축소시킬 수 있는 후두부 조절부를 더 포함하는,
    의료용 헤드 기어.
  17. 제1 항 내지 제16 항에 따른 의료용 헤드 기어 중 어느 하나를 포함하는,
    경두개 초음파 전달 장치.
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